13. 如图所示,小刚自制了一架模型照相机.已知凸透镜的焦距为 10 cm,外壳的长度为 20 cm,若将凸透镜对准窗外景物,在外壳内前后移动内纸筒,在半透明膜上可以得到景物 (填“倒立”或“正立”)的 (填“放大”或“缩小”)的像;若将凸透镜正对燃烧的蜡烛,当蜡烛距离凸透镜至少 cm 时,可以在外壳内移动的半透明膜上得到清晰的烛焰的像.

13. 倒立 缩小 20 解析:半透明膜相当于光屏,凸透镜的焦距为 10 cm,窗外景物处于凸透镜的二倍焦距以外,此时成倒立、缩小的实像.因为外壳的长度为 20 cm,即像距大于一倍焦距小于等于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,蜡烛距凸透镜至少 20 cm 时,才可以在外壳内移动的半透明膜上得到清晰的烛焰的像.

【分析】
要解答本题，需运用凸透镜成像规律分析：首先，模型照相机的半透明膜相当于光屏，当凸透镜对准远处景物时，物距远大于2倍焦距，根据成像规律判断像的性质；其次，结合外壳长度（像距的最大值），分析蜡烛到凸透镜的最小距离，需明确实像的像距范围是一倍焦距到二倍焦距之间，进而推导物距的最小值。
【解析】
1. 已知凸透镜焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $，窗外景物距离凸透镜很远，物距$ u＞2f=20\ \mathrm{cm} $，根据凸透镜成像规律，当$ u＞2f $时，成倒立、缩小的实像，因此半透明膜上得到景物倒立、缩小的像。
2. 要在半透明膜上得到清晰的实像，像距$ v $需满足$ f＜v≤2f $，本题中外壳长度为$ 20\ \mathrm{cm} $，即像距最大为$ 20\ \mathrm{cm} $。当像距$ v=2f=20\ \mathrm{cm} $时，对应的物距$ u=2f=20\ \mathrm{cm} $，此时刚好能在外壳内的半透明膜上成像，因此蜡烛距离凸透镜至少$ 20\ \mathrm{cm} $。
【答案】
倒立 缩小 20
【知识点】
凸透镜成像规律、照相机原理
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在模型照相机中的应用，核心是理解物距、像距与焦距的关系，结合题目给出的外壳长度分析像距的最大值，进而推导物距的最小值，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6

14. 核心素养 科学探究（无锡中考）小红拿到一块玻璃透镜，仔细观察这块透镜，发现一面有螺纹，一面是光滑的，她对此透镜进行了探究.

(1)她把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是（填“凸”或“凹”）透镜.
(2)小红查阅资料后了解到，用如图乙所示的三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用，请在图乙中画出平行光射入两个三棱镜后出射光线的大致方向.

(3)为探究该透镜的成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中，则该透镜的焦距为cm.当“F”光源位于如图丙所示位置时，光屏应适当向（填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰的像.

(4)在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如图丁所示，平面镜与底面夹角为45°，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上，中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为10 cm，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为cm，屏幕上所成的图像形状是（填“F”“∃”或“⊥”）.

14. (1)凸 (2) (3)10 左 (4)10 cm＜l＜20  解析:(1)由图甲可知,“实验”二字被放大了,透镜起放大作用,是放大镜,说明该透镜是凸透镜.(2)过折射点作法线,光从玻璃斜射入空气中,折射角大于入射角,如图所示(3)由表中数据可知,第2次实验中物距和像距相等,成倒立、等大的实像,此时u=v=2f=20 cm,凸透镜焦距f=10 cm.由表中数据可知,物距是15 cm时,像距是30 cm,图丙中,“F”光源在23 cm刻度处,物距u=17 cm,由表格可知,此时像距应在20 ~ 30 cm间.图丙中光屏距离透镜30 cm,故光屏应适当向左移动,才能在光屏上得到清晰的像.(4)由于平面镜所成的像与物关于镜面对称,此时平面镜所成像从透镜侧观察如图所示(ヨ开口向里):为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,所以平面镜成的像到透镜距离大于10 cm小于20 cm,盒子长度l的范围为10 cm＜l＜20 cm.根据平面镜成像的特点可知“F”光源在平面镜中成的像ヨ开口朝里,经过凸透镜后成像应左右上下均颠倒,从透镜这一边观察屏幕,光屏上的图像形状是“ヨ”.

【分析】本题围绕凸透镜的探究展开，需结合凸透镜的性质、成像规律，以及平面镜的成像特点来解决问题：(1)通过透镜对文字的作用判断透镜类型；(2)利用光的折射规律画出三棱镜组合的光路；(3)结合凸透镜成像中“u=v=2f”的特点计算焦距，再根据物距变化判断像距的调整；(4)结合凸透镜成放大实像的条件和平面镜成像特点，确定盒子长度范围及成像形状。
【解析】
(1) 透镜靠近书上的“实验”二字时，文字被放大，说明该透镜起放大镜作用，而放大镜是凸透镜，凹透镜成缩小的像，因此判定该透镜是凸透镜。
(2) 平行光射入三棱镜组合时，光从玻璃斜射入空气，根据光的折射规律，折射角大于入射角，光线向三棱镜底边偏折，两个三棱镜组合后平行光向中间会聚，据此画出出射光线（如对应图）。
(3) 凸透镜成像时，当u=2f时成倒立等大实像，此时v=2f。由表格数据知第2次实验u=v=20cm，故2f=20cm，得焦距f=10cm。图丙中“F”光源物距u=17cm，介于15cm和20cm之间，对应像距应在20cm~30cm之间，图丙中光屏距透镜30cm，因此光屏应向左移动才能得到清晰的像。
(4) 投影仪成放大实像的条件是f＜u＜2f，此处物距为“F”经平面镜所成的像到透镜的距离，结合平面镜成像特点，像到透镜的距离等于盒子长度l，f=10cm，故10cm＜l＜20cm。“F”经平面镜成的像为“ヨ”，再经凸透镜成的像左右、上下均颠倒，最终屏幕上的图像形状为“ヨ”。
【答案】(1)凸 (2) (3)10 左 (4)10 cm＜l＜20 ヨ
【知识点】凸透镜成像规律、平面镜成像特点、光的折射
【点评】本题是凸透镜相关的综合探究题，结合透镜性质、成像规律及平面镜应用，考查光学知识的综合运用能力，是中考中等难度的典型题目。
【难度系数】0.6